DE102006023529A1 - Suspended arm arrangement for measuring tractive force of e.g. yarn, has roller rotatably supported on axle for guiding continuous material, and arranged at arm swivellable transverse to axle, and stop limiting swivel movement - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Zugkraftmessung von Endlosmaterial, wie Garne, Drähte oder Papierbahnen, welches über zumindest eine auf einer Achse drehbar gelagerte Rolle geführt ist und mit wenigstens einer Kraftmesseinrichtung, mittels derer eine, aus der an dem Endlosmaterial anliegenden Zugkraft resultierende, Lageveränderung der Rolle bestimmbar ist.The The invention relates to an arrangement for tensile force measurement of continuous material, like yarns, wires or paper webs over at least one rotatably mounted on an axle roller is guided and with at least one force measuring device, by means of which one, resulting from the tensile force applied to the endless material, Change in position of the Role is determinable.
Derartige
Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus
Ein
erster Nachteil des Standes der Technik ist, dass die Federelemente – wie in
der vorzitierten
A first disadvantage of the prior art is that the spring elements - as in the vorzitierten
Alternativ lassen sich Federelemente mit geringerer Federkonstante einsetzen, welche durch Aufnahme der Gewichtskraft eine gewisse Vorspannung erhalten. Der Kraftmesseinrichtung wird diese von der unbelasteten Feder abweichende Lageveränderung als Null- bzw. Ruhelage vorgegeben. Zwar erreicht man nunmehr mit schon geringen Zugkräften eine ausreichende Lageveränderung um auch geringe Zugkräfte bestimmen zu können, der maximale Federweg des Federelementes und somit die maximale Lageveränderung der Rolle ist jedoch aufgrund der Vorspannung der Federelemente begrenzt. Dies hat zur Folge, dass vergleichsweise hohe Zugkräfte nicht mehr gemessen werden können, da im Zweifel der maximale Federweg und folglich die maximale Lageveränderung der Rolle bereits ausgeschöpft ist.alternative can use spring elements with lower spring constant, which by recording the weight of a certain bias receive. The force measuring device is this from the unloaded Spring deviating position change specified as zero or rest position. Although one reaches now with already low tensile forces one sufficient change in position also low tensile forces to be able to determine the maximum spring travel of the spring element and thus the maximum change of position However, the role is due to the bias of the spring elements limited. This has the consequence that comparatively high tensile forces not more can be measured because in doubt the maximum travel and thus the maximum change in position the role already exhausted is.
Der zweite wichtige Nachteil des Standes der Technik wird insbesondere bei der Verwendung von Biegebalken als Federelemente verwirklicht und vor allem dann, wenn Biegebalken, welche mit Dehnungsmessstreifen versehen sind, als Kraftmesseinrichtungen Verwendung finden. Bei Biegebalken ist im allgemeinen eine Überlastsicherung gegen zu hohe auf den Biegebalken wirkenden Kräfte vorzusehen. Zu hohe Zug- bzw. Gewichtskräfte können zu einer plastischen, die Federelastizität der Biegebalken übersteigenden Verformung, und somit zu einer Schädigung der Federele mente bzw. der Kraftmesseinrichtung führen. Im nicht druckschriftlich belegbaren Stand der Technik werden daher verschiedene Überlastsicherungen, insbesondere in Zugkraft bzw. Messrichtung der Biegebalken bzw. Federelemente vorgesehen.Of the second important disadvantage of the prior art is particular realized when using bending beam as spring elements and especially when bending beams, which are equipped with strain gauges are provided, find use as force measuring devices. at Bending beam is generally an overload protection against excessive forces acting on the bending beam provided. Too high tensile or weight forces can lead to a plastic, the spring elasticity exceeding the bending beam Deformation, and thus damage to the Federele elements or lead the force measuring device. In non-writable state of the art are therefore various overload safety devices, in particular in tensile force or measuring direction of the bending beam or Provided spring elements.
Um insbesondere die bei der Montage und Demontage der Rolle auch winklig zur Mess- bzw. Zugkraftrichtung auftretenden Kräfte kompensieren zu können, wären auch diesbezügliche Überlastsicherungen von Vorteil, welche jedoch häufig die eigentliche Zugkraftmessung behindern.Around especially when mounting and dismounting the roller also at an angle To be able to compensate for forces occurring in the direction of measurement or tensile force would also be related overload protection advantageous, which however often hinder the actual tension measurement.
Vor den oben dargestellten Problemen des Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Zugkraftmessung zu schaffen, welche einen weiten Messbereich von sehr geringen bis zu vergleichsweise hohen Zugkräften bietet und mit einer zuverlässigen Überlastsicherung zum Schutz der Messeinrichtung versehen ist. Dies ist insbesondere bei hohem Rollengewicht wünschenswert.In front It is the above-described problems of the prior art Object of the invention to provide an arrangement for tensile force measurement, which a wide measuring range from very low to comparatively high tensile forces offers and with a reliable overload protection provided for the protection of the measuring device. This is special desirable at high roll weight.
Gelöst wird die Aufgabe von einer Anordnung zur Zugkraftmessung gemäß Anspruch 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach die Rolle an einem ausschließlich im wesentlichen quer zur Rollenachse schwenkbaren Arm angeordnet ist.Is solved the task of an arrangement for tensile force measurement according to claim 1, in particular with the characterizing features, according to which the role at one exclusively Arranged essentially transversely to the roller axis pivotable arm is.
Eine solcher Arm nimmt sämtliche quer zur Zugkraftrichtung auftretende Kräfte auf und schützt die Messeinrichtung vor einer Überlast durch diese Kräfte. Üblicherweise handelt es sich bei den quer zur Zugkraftrichtung wirkenden Kräften um im wesentlichen achsparallel zur Rollenachse, also axial wirkende Kräfte.A such arm takes all transverse to the direction of force forces occurring and protects the Measuring device against overload through these forces. Usually the forces acting transversely to the direction of the tensile force are substantially parallel to the axis of the roller, so axially acting Forces.
Eine hängende, d.h. pendelnde Lagerung des Armes erlaubt es, die Gewichtskräfte der an diesem Arm angeordneten Rolle aufzunehmen. Auf die Rolle wirkende Zugkräfte führen zu einer Schwenkbewegung des Armes und eine daraus resultierenden Lageveränderung der Rolle. Auf die die Gewichtskraft kompensierenden Federelemente – mit ihren eingangs beschriebenen Problemen – kann verzichtet werden.A hanging, i.e. swinging bearing of the arm allows the weight forces of the take on this arm arranged roll. Acting on the role tensile forces to lead to a pivotal movement of the arm and a resulting change of position the role. On the weight-compensating spring elements - with their initially described problems - can be omitted.
Aufgrund der üblicherweise geringen Auslenkung bzw. Schwenkbewegung des Armes bis ca. 0,5 mm, ist die Gewichtskraftkomponente für die Zugkraftmessung vernachlässigbar.Due to the usually low deflection or pivoting movement of the arm to approx. 0.5 mm, the weight force component for tensile force measurement is negligible.
Wenn dem Arm wenigstens ein Anschlag zugeordnet ist, welcher die Schwenkbewegung des Armes zumindest in Richtung der resultierenden Zugkraft begrenzt, ist die Messeinrichtung vor zu hohen, in Messrichtung wirkenden Kräften sicher geschützt.If the arm is assigned at least one stop, which the pivoting movement of the arm is limited at least in the direction of the resulting tensile force, the measuring device is too high, acting in the direction of measurement forces safely protected.
Es ist denkbar, dass ein Federelement vorzusehen ist, welches die auf den Arm wirkende Gewichtskraft der Rolle kompensiert, insbesondere dann, wenn aufgrund technischer Gegebenheiten eine in Ruhelage der Anordnung rein vertikale Ausrichtung des Armes nicht verwirklicht werden kann.It is conceivable that a spring element is provided, which on compensates for the weight of the roller acting on the arm, in particular, if due to technical conditions one in rest position of the arrangement purely vertical orientation of the arm can not be realized.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Arm mittels eines Kugellagers schwenkbar gelagert.at a preferred embodiment the arm is pivotally mounted by means of a ball bearing.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Arm aus zwei L-förmig zueinander ausgerichteten Schenkeln besteht, dessen erster Schenkel horizontal und dessen zweiter Schenkel vertikal ausgerichtet ist, wobei der Arm im Bereich eines Schnittpunktes der Schenkel gelagert ist, insbesondere wenn das kompensierende Federelement mit seiner Kraftwirkungslinie parallel zu einem die Rolle tragenden Schenkel ausgerichtet ist. Auf diese Weise lassen sich die Vorteile der Erfindung bei einer sehr kompakten Anordnung realisieren.A embodiment provides that the arm of two L-shaped aligned legs consists, the first leg horizontal and the second leg is aligned vertically, with the arm in the region of an intersection of the Leg is mounted, especially when the compensating spring element with its force line of action parallel to a leg carrying the roller is aligned. In this way, the advantages of the invention realize in a very compact arrangement.
Sinnvollerweise ist die Kraftmesseinrichtung dem Arm zugeordnet, wobei über dessen Schwenkbewegung mittelbar die Lageveränderung der Rolle erfasst wird.Logically, the force measuring device is assigned to the arm, wherein over the Swivel movement indirectly the change in position of the role is detected.
Wenn aufgrund technischer Gegebenheiten der Arm in Ruhelage nicht vertikal ausgerichtet sein kann, ist es bevorzugt, dass das kompensierende Federelement in einem Bereich zwischen dem Lagerungspunkt des Armes und einem Zuordnungspunkt der Kraftmesseinrichtung an dem Arm angreift. Dies ermöglicht es, dank der Hebelwirkung des Armes, kompensierende Federelemente vorzusehen, welche eine ausreichende Auslenkung des Armes und folglich einen weiten Messbereich der Anordnung gewährleisten.If due to technical conditions of the arm in rest position not vertical can be aligned, it is preferred that the compensating Spring element in a region between the storage point of the arm and an association point of the force measuring device on the arm attacks. this makes possible thanks to the lever action of the arm, compensating spring elements provide, which a sufficient deflection of the arm and consequently ensure a wide measuring range of the arrangement.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung. Es zeigen:Further Advantages arise from the following description of the drawing. Show it:
In
den Figuren ist eine Anordnung zur Zugkraftmessung insgesamt mit
der Bezugsziffer
Am
Arm
Eine
Kraftmesseinrichtung
In
Das
Lager
In
der Ausführungsform
gemäß
Zusammenfassend
verwirklicht die in den
In
den
Unter
solchen Umständen
kann der Arm
Auch
wenn die Gewichtskraft der Rolle
Zunächst sei
der Augenmerk auf
Nunmehr
wird auf
Gegenüber dem
Stand der Technik wie eingangs zitiert ist zwar mit einer Federvorspannung
infolge der Gewichtskraft der Rolle
Nunmehr
wird auf
Letztlich
sei auf
Die
in
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